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决定电镀层质量的关键因素

电镀零件的质量直接影响设备的整体质量。影响电镀质量的因素包括内部因素和外部因素,因此不仅要全面了解影响电镀质量的内部因素,也不能忽视外部因素。对每个环节进行严格控制,才能确保电镀质量。

1. 内部因素

电镀车间的严格质量管理是电镀零件质量的有力保障。为从根本上提高电镀质量、获得高质量镀层,必须全面掌握影响电镀质量的每一个内部环节。

(1) 预处理因素

镀层与基材的结合力、防腐性能及外观质量,直接取决于镀前表面处理质量。附着在零件表面的油污、锈蚀、氧化皮等污物,是阻碍电镀液与金属基体充分接触的中间障碍,无法在此表面形成合格镀层。即使仅附着极薄的油膜和氧化膜,虽然镀层外观正常、结晶细致,但结合强度也会大幅降低。

因此,零件预处理是整个电镀工艺获得良好结果的前提。首先要保证脱脂液和酸洗液的浓度与纯度,及时清理液面浮油;其次,除锈液杂质积累到一定程度会影响镀层质量,必须定期更换。

(2) 电镀化学因素

电镀生产中,各种有害杂质因多种原因进入镀液,类型繁多,大致包括金属杂质、金属氧化物、非金属杂质、不溶性悬浮固体及有机杂质。不同镀液所含杂质种类不同,对同一杂质的容忍度也不同。当一种或几种有害杂质积累到一定程度时,会影响镀液性能和镀层质量。因此,不能等到杂质积累造成危害后再处理镀液。

此外,镀液各成分均有最佳工艺范围,应定期对槽液进行检测分析,确保各成分在工艺范围内。同时,根据生产任务量、实际经验和检测结果,在杂质积累可能影响镀层质量前,对镀液进行净化,以保证镀液稳定性。

(3) 工艺条件控制因素

工艺条件控制直接影响镀层质量。只有掌握并控制各镀种的工艺条件,才能获得高质量镀层。温度、电流密度、pH值、镀液时间等工艺条件必须相互匹配。例如硬铬镀时,温度与电流密度搭配不当,会严重影响阴极电流效率、分散能力、镀层硬度和光亮度。如下图所示,温度升高时需适当增加电流密度以获得理想镀层,二者相互制约,改变一项,另一项必须相应调整。因此,工艺条件控制不当会导致电镀质量事故。

决定电镀层质量的关键因素

2. 外部因素

作为产品零件整体质量的一部分,零件电镀质量不仅受电镀工艺和车间内部环节影响,还受企业其他生产环节和生产技术部门不同程度影响,这些因素极易被忽视,我们应全面了解。

(1) 设计因素

产品设计师在零件图纸设计中,往往只关注形状、尺寸、加工精度等因素,很少考虑零件的加工工艺,特别是电镀工艺,给电镀工作带来诸多麻烦,同时也影响产品质量。

1. 零件形状对电镀质量的影响

铬镀电解液分散能力极低,零件棱角和尖端电流集中易导致毛刺、烧焦、结疤等局部缺陷。形状复杂的零件,深凹处和内表面往往无法镀覆,达不到预期效果。虽可通过模形阳极、保护阴极和辅助阳极获得厚度均匀的镀层,但会给电镀工作带来巨大麻烦,且成本大幅增加。因此,设计师应在设计中综合考虑,工艺人员也应加强工艺审查,仅在绝对必要时才使用模形阳极、保护阴极和辅助阳极。

2. 装配对电镀质量的影响

所谓装配,指多个零件经焊接或铆接后不可拆卸的整体。例如悬锭细纱机上清、下清装置的天鹅绒带托板组合,作为整体进行电镀。电镀过程中药液渗入零件缝隙,一方面镀后放置一段时间,缝隙中残留的电解液渗出与镀层反应导致生锈;另一方面因药液渗透,上道工序药液无法彻底清洗,污染下道工序药液,影响电镀质量。因此设计中应尽量避免整体接头电镀,考虑先单件电镀后再铆接或采用其他配合方式。

3. 图纸标注不明确

传统上图纸仅简单标注需电镀零件,未明确主镀面,易造成操作混淆。主要零件电镀工艺须保证镀层内外质量,无明显色差。因此,图纸标明主次表面后,电镀时才能合理选择挂具和挂件位置,兼顾主次表面,对不镀部位做绝缘保护,确保电镀质量。

(2) 镀前表面因素

零件镀前表面质量严重影响电镀质量。平整光滑表面形成的镀层总优于粗糙表面。机加工、冷拔等镀前制造工序,仅保证尺寸、形位公差、表面光洁度合格,但零件表面的锈蚀、氧化皮、难除污物、碰伤等会导致镀后外观不符合设计和使用标准。此外,同一零件进入电镀工序时表面状态不一致,既有精加工表面,又有严重锈蚀氧化皮表面,使镀前处理难以进行。酸洗时间过短,氧化皮无法除净;过长,精密尺寸零件会被腐蚀报废。正确做法是对严重腐蚀氧化皮材料先喷砂或酸洗除氧化皮,再进行机械精加工,为最终电镀提供尽可能一致的表面。

(3) 生产进度因素

许多零件加工工序需跨多车间,电镀常为最后工序,常因零件未到电镀车间,装配车间已等待装配。工期过紧导致连续倒班赶工,易造成电镀时间不足或夜间照明不足影响质量。因此生产部门应协调各车间加工周期,实现均衡生产,保证电镀工艺时间,生产合格电镀产品。

决定电镀层质量的关键因素

(4) 储存与包装因素

大气条件下,铁基金属镀锌防腐。但镀锌层接触酚醛漆、醇酸漆、酚醛塑料、潮湿木材、胶合板等时,腐蚀严重,时间越长腐蚀产物越厚。这是有机挥发性大气加速腐蚀,称为大气腐蚀。能产生此类大气的物质有油漆、塑料、树脂、木材等。腐蚀速率与有机挥发性大气浓度密切相关,浓度越高腐蚀越重。但仅在潮湿大气中有机挥发性大气才能腐蚀镀锌层,干燥空气中基本不腐蚀。因此,只有无有机挥发性大气或完全干燥空气条件下,镀锌层才是可靠防护层。合格电镀零件储存过程中,须确保仓库环境避免大气腐蚀。运输中包装直接影响零件耐腐蚀性,须尽量减少有机挥发源。镀锌件须放入木箱,内包装可靠并放置干燥剂,确保零件完全隔离外界腐蚀大气,否则极易生锈,影响产品质量。这些外部因素极易被忽视,成为影响电镀质量的重要因素。

3. 结论

电镀作为制造业特种工序,不可或缺却常被忽视。一旦出现质量问题,往往只从电镀工艺找原因,忽略其他外部因素。为保证电镀产品质量,不仅电镀车间,整个质量控制体系都要明确责权,尽可能为电镀工艺提供良好基体。从图纸设计到工艺装备准备,从零件加工、装配、检验到转运储存,再到最终包装运输,每个环节都应严格控制,这对提高产品质量具有重要现实意义。

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